Антимикробные композиции - RU2694758C2

Чертежи

Описание

Отсылки к родственным заявкам

Данная международная заявка, представленная согласно Парижской конвенции (РСТ), претендует на приоритет по отношению к предварительной заявке на патент США №61/740,396, представленной 20 декабря 2012 г. и озаглавленной «Антимикробные композиции», содержание которой целиком включается в настоящий документ путем отсылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится в широком смысле к области антимикробных композиций. Более конкретно, оно относится к антимикробным агентам и способам ликвидации биопленок и свободно плавающих клеток микроорганизмов (планктонных клеток) с использованием антимикробных агентов. В частности, данное изобретение относится к антимикробным композициям, содержащим усилитель транспорта и хелатирующий агент. В качестве одного примера воплощения, данное изобретение относится к композициям, содержащим метилсульфонилметан (MSM) и этилендиаминтетраацетат (EDTA).

Уровень техники

Считается, что все раны заселяются микроорганизмами. Если количество микробов достигает уровня клинически выраженной инфекции, то их присутствие, как полагают, ухудшает заживление и может способствовать переходу повреждения в хроническую стадию. По последним оценкам, нозокомиальные (внутрибольничные, то есть возникшие у индивида в результате его пребывания в лечебном учреждении) инфекции занимают четвертое место среди ведущих причин смерти в США, поражая 2 млн человек в год и приводя к 100000 смертельных исходов в год, что в сумме обходится в более чем 30 млрд долл. в год. В большинстве случаев нозокомиальных инфекций возбудителями оказываются бактерии рода Staphylococcus, например видов S.epidermidis и S.aureus.

Лечение этих инфекций зачастую весьма затруднительно из-за склонности стафилококков образовывать биопленки.

Недавно было сделано предположение о том, что переходу раны в хроническую стадию способствуют не свободно плавающие микроорганизмы, а такие микробные сообщества, как биопленки. Биопленка - это множество (конгломерат) микроорганизмов, расположенных на какой-либо поверхности, клетки которых держатся вместе, будучи погруженными в выделяемое ими внеклеточное полимерное вещество (внеклеточный матрикс), состоящее из белков, дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и полисахаридов; в составе биопленки микроорганизмы не поддаются воздействию антибиотиков. Показано, что в 60% всех проверенных на этот счет хронических ран присутствовали биопленки (James et al., Wound Repair Regen., 16(1): 37-44, 2008).

Биопленки представляют собой популяции бактерий или грибов, растущих прикрепленными к живой или неживой поверхности. Все больше данных указывают на то, что биопленки составляют существенную угрозу здоровью человека. По оценкам Министерства здравоохранения США на биопленки приходится более 80% случаев бактериальных инфекций у людей (Национальные институты здоровья, 1998 RFA# DE-98-006). Примеры заболеваний, обусловленных биопленками, включают кариес, периодонтит, муковисцидоз, пневмонию, идиопатический клапанный эндокардит и средний отит (Costerton et al., Science, 1999, 284: 1318-1322), а также инфекции, вызванные использованием различных медицинских устройств и приспособлений, например уретральных катетеров, искусственных сердечных клапанов, водителей ритма сердца, протезов суставов и контактных линз (Donlan, R.M., 2001, Emerging Infect. Dis., 7: 277-281). Грибы тоже образуют клинически значимые биопленки, вызывающие, например, кандидоз. В США связанные с биопленками инфекции поражают десятки миллионов человек в год и вынуждают к значительным тратам денежных средств, предназначенных для охраны здоровья населения (Costerton et al., Science, 1999, 284: 1318-1322). Бактерии, растущие в виде биопленок, обладают повышенной устойчивостью к антимикробным агентам, и их почти невозможно ликвидировать. Поэтому настоятельно требуются новые методы лечения инфекций, связанных с биопленками.

Бактериальные биопленки являются источником заражения, от которого трудно избавиться, в обстановке различных промышленных предприятий, медицинских учреждений и окружающей среды. Поскольку биопленки представляют собой полимерные структуры, образуемые бактериями для защиты себя от различных внешних воздействий, то они также защищают бактерий от дезинфицирующих средств и антибиотиков. Биопленки можно обнаружить на любой поверхности в окружающей среде, где достаточно влажно и имеются питательные вещества. С бактериальными биопленками связано множество проблем, касающихся здоровья людей и животных, а также окружающей среды. Так, бактериальные биопленки образуются на вводимых в организм медицинских устройствах и приспособлениях, например катетерах, сердечных клапанах, суставных протезах) и на поврежденных тканях, например в легких у больных муковисцидозом. Биопленки загрязняют поверхности водопроводных труб и тому подобных сооружений и создают значительные трудности при дезинфекции других поверхностей в промышленной области.

Широко известно, что биопленки выступают первичной причиной многих заболеваний и инфекционных процессов, но они также играют негативную роль и в отношении многих небиологических поверхностей. Биопленки, существующие не только на биологических, но и на других поверхностях, можно назвать смешанным / сообществом микроорганизмов. В биопленке микроорганизме прочно связаны как с твердой поверхностью, так и друг с другом посредством межклеточного матрикса, состоящего из полимеров, образуемых микроорганизмами, с одной стороны, и организмом-хозяином - с другой.

Биопленки - системы с открытой архитектурой, включающей каналы и пустоты. Такое строение способствует потоку питательных веществ, отходов жизнедеятельности, метаболитов, ферментов и кислорода сквозь биопленку, и позволяет включаться в структуру биопленки различным микроорганизмам, в том числе бактериям - как аэробным, так и анаэробным. Микробный состав биопленки представлен множеством видов бактерий, архей, грибов и вирусов, которые все вместе существуют в относительно стабильной среде, то есть микробном гомеостазе. Биопленки обусловливают многие обычные заболевания человека, включая поражения зубов и другие стоматологические состояния, не заживающие раны и язвы. Биопленки на поверхности тела служат причиной его нежелательного запаха. Что касается не биологических поверхностей, то биопленки приводят к эрозии материалов в инженерных сооружениях и неудовлетворительному их функционированию.

Бактериальные биопленки, которые обычно определяют как популяции бактерий, заключенных в матрикс и «приклеенных» друг к другу и/или к какой-либо поверхности, включая поверхности раздела, встречаются в природе повсеместно. Будучи очень широко распространенным явлением, образование биопленок имеет существенное экономическое значение в областях промышленности, медицины и охраны окружающей среды. Биопленка может быть сформирована одним видом живых организмов или многими разными видами на разнообразных поверхностях, включая поверхности раздела, биологического и не биологического происхождения. В большинстве обстоятельств преобладают биопленки множественного видового состава, но в некоторых условиях встречаются одновидовые биопленки микроорганизмов, в частности такие биопленки возникают на поверхности медицинских имплантатов, что создает все большие проблемы их использования. В сравнении с ростом и существованием в свободно плавающем (планктонном) состоянии, жизнедеятельность в биопленке дает бактериям ряд важных преимуществ, в частности прикрепленность к поверхности позволяет бактериальной клетке не терять благоприятного окружения. В биопленках, содержащих различные виды микроорганизмов, их метаболическая активность может объединяться, причем наличие разных видов создает возможность для большей гибкости метаболизма, в частности катаболизма, поскольку с ростом видового разнообразия увеличивается общий генетический потенциал «населения» биопленки (можно говорить об общем геноме населяющих данную биопленку организмов). По оценкам Центров по контролю и профилактике заболеваний США в 65% случаев бактериальных инфекций у людей участвуют биопленки. Биопленки часто осложняют лечение хронических инфекций, поскольку защищают бактерий от воздействия иммунной системы организма-хозяина, снижают эффективность антибиотиков и служат источником расселения отдельных микробных клеток в другие места организма, что способствует повторному инфицированию. Показано, что в составе биопленки бактериальные клетки в 500 раз более устойчивы к некоторым антимикробным агентам, чем такие же клетки в свободно плавающем состоянии; эта устойчивость достигается за счет ряда процессов, в том числе благодаря замедлению проникновения антимикробных агентов в матрикс биопленки, более медленной пролиферации бактерий в глубине биопленки и связыванию некоторых антимикробных агентов с полимерами межклеточного матрикса биопленки, что снижает их эффективную концентрацию. Кроме того, структура биопленок такова, что микробные клетки защищены от механического раздражения и в то же время возможен массовый перенос. Важно, что в полости рта микроорганизмы, не сумев прикрепиться и образовать биопленку, не задерживаются там.

В ротовой полости бактерии находят как питательную среду для жизнедеятельности и размножения, так и ряд твердых и мягких поверхностей, предоставляющих разнообразные микроместообитания. Стабильность микробных биопленок в ротовой полости создается, помимо прочего, динамическим равновесием различных синергических и антагонистических взаимодействий между видами живущих в биопленке микроорганизмов и создаваемым ими собственным окружением. Небольшие изменения среды ротовой полости могут влиять на это естественное равновесие, ведя к экологическим сдвигам и изменениям видового состава микробных биопленок, находящихся во рту. Например, при увеличении потребления углеводов с пищей из-за их сбраживания бактериями происходит закисление слоев жидкости, прилегающих к поверхности зубов, и в результате чаще развивается кариес. Большинство заболеваний периодонта, по общему мнению специалистов, обусловлено специфическими патогенными агентами, в частности грамотрицательными бактериями. В состав зубных биопленок входит более 700 видов бактерий и архей, существующих в относительно стабильной среде (микробном гомеостазе) (Kroes I., Lepp P.W., Reiman D.A. Bacterial diversity within the human subgingival crevice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1999; 96(25): 14547-14552)

Бактериальные биопленки образуются в различных полостях тела, в том числе в ушах, например в среднем ухе; в носу, например в лобных или гайморовых пазухах. Когда рост бактерий стабилизируется, бактериальные клетки часто агрегируют, прекращают делиться и начинают образовывать защитные слои биопленки - слизистые слои, состоящие из полисахаридного матрикса.

Защитная бактериальная биопленка мешает естественной иммунологической реакции организма, равно как и обычным методам лечения. В частности, бактерии выделяют экзотоксины, которые возбуждают клеточный (лимфоцитарный) ответ иммунной системы. Однако бактериальная биопленка мешает лимфоцитам атаковать бактериальные клетки. Биопленка может также служить барьером против антибиотиков и других медикаментов при их местном введении.

Бактерии, образующие биопленки, представляют препятствие для обычного лечения антибиотиками, которые убивают делящиеся клетки. В частности, бактерии в состоянии формирования биопленки могут уже прекратить делиться, так что указанные антибиотики оказываются неэффективными. Дозы антибиотиков, обеспечивающие гибель свободно плавающих бактериальных клеток, нужно увеличивать раз в 1500, чтобы убить бактерии в составе биопленки. Но при таких высоких дозах антибиотик, скорее всего, убьет пациента раньше, чем бактерий биопленки (Elder M.J., et al. Biofilm-related infections in ophthalmology. Eye, 1995; vol. 9 (Pt. 1): 102-109).

Ранее были разработаны методы подавления образования биопленок в медицинских и промышленных обстоятельствах с использованием хелатирующих агентов, связывающих металлы, в частности железо. Например, в патенте США №6,267,979, выданном 31 июля 2001 г. (авторы Raad et al.), описывается применение хелатирующих агентов, связывающих металлы, в сочетании с противогрибковыми или антибактериальными композициями для предотвращения биологического загрязнения при обработке воды в целлюлозно-бумажной промышленности и в водоснабжении нефтяных промыслов. В патенте США №7,314,857, выданном 1 января 2008 г. (автор Madhyastha), описываются антимикробные композиции синергического действия для подавления образования биопленок с использованием комбинаций гликопротеинов, секвестрирующих железо, катионных пептидов и хелатирующих агентов, связывающих железо. Патент США №7,446,089, выданный 4 ноября 2008 г. (авторы Singh et al.), тоже направлен на разработку способов подавления образования биопленок путем ограничения количества железа, доступного для бактерий, населяющих биопленку. В этих работах в центре внимания находятся высокоаффинные ионы железа.

В свете того, что с бактериальными биопленками связаны серьезные медицинские, промышленные и экологические проблемы, существует настоятельная необходимость в разработке прицельных подходов к подавлению образования биопленок. Желательно разработать такой агент, который бы позволял эффективно контролировать и подавлять образование биопленок в медицинских и промышленных применениях.

Раскрытие изобретения

Антимикробный эффект метилсульфонилметана (MSM) и этилендиаминтетраацетата (EDTA) и вообще хелатирующих агентов не был известен. Метил сульфонилметан также не обладает антимикробными свойствами. Однако обработка комбинацией усилителя транспорта (например, MSM) и хелатирующего агента (например, EDTA) на удивление значительно снижала уровень присутствия бактерий и грибов.

В некоторых своих воплощениях данное изобретение относится к способам применения композиций, содержащих усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (этилендиаминтетраацетат), для сокращения количества микробов на какой-либо поверхности.

В некоторых конкретных воплощения данного изобретения хелатирующие агенты выбирают из четырехзамещенной натриевой соли иминодиянтарной кислоты [Baypure® CXI00; LANXESS GMBH (ранее Bayer Chemicals), Леверкузен, Германия] или солей полиаспарагиновой кислоты (Baypure® DS100; LANXESS GMBH, Леверкузен, Германия).

В некоторых воплощения данного изобретения хелатирующими агентами являются четырехзамещенные натриевые соли L-глутаминовой-N,N-диуксусной кислоты (GLDA-Dissolvine®, AkzoNobel, Нидерланды).

В одном из аспектов данного изобретения предлагаются способы предотвращения или лечения зубного налета/бляшек или зубного камня у пациента.

Указанный способ включает введение пациенту эффективного количества препарата, образованного терапевтически эффективным количеством хелатирующего агента и эффективно усиливающим транспорт количеством усилителя транспорта, описываемого формулой (I):

где R¹ и R² независимо друг от друга выбирают из C₂-С₆-алкила, C₁-С₆-гетероалкила, С₆-С₁₄-аралкила и С₂-С₁₂-гетероаралкила, каждый из которых может быть замещенным, a Q представляет S или Р.

Агент, усиливающий транспорт, может быть, например, метилсульфонилметаном (MSM; известен также под названиями «метилсульфон», «диметилсульфон» и «DMSO₂»), а хелатирующий агент может быть этилендиаминтетраацетатом (EDTA) и подобным соединением.

Композиция по данному изобретению может вводиться пациенту в любой подходящей форме, включая препараты в виде жидкости, пасты, геля, твердого вещества или частиц твердого вещества. Также в одном из предпочтительных воплощений данного изобретения предлагаемая композиция полностью образована компонентами природного происхождения и/или классифицируется по категории GRAS («признана безопасной») Управлением по контролю качества пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств США (FDA).

Соответственно, данным изобретением предлагается способ подавления образования биопленок, содержащих бактерий, который включает контактирование бактерий биопленки с эффективным количеством препарата, содержащего усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), в результате чего образование биопленки подавляется.

В другом воплощении данного изобретения предлагается способ подавления образования биопленок на оборудовании, включающий контактирование бактерий биопленки с эффективным количеством препарата, включающего усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), в результате чего образование биопленки на оборудовании подавляется.

В другом воплощении данного изобретения предлагается фармацевтическая композиция, предназначенная для местного применения, для местного применения для подавления образования биопленок на поверхности тела или в организме млекопитающего, включающая эффективное количество состава, в который входят усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), и по меньшей мере один фармацевтически приемлемый носитель.

В еще одном воплощении данного изобретения предлагается жидкость для промывания при хирургической обработке с целью подавления образования биопленок, содержащих бактерии, которая содержит эффективное количество композиции, включающей усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат).

В еще одном воплощении данного изобретения предлагается способ подавления образования биопленок, включающий контактирование бактерий биопленки с эффективным количеством препарата, содержащего усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), причем бактерии выбирают из группы, состоящей из Acidothermus cellulyticus, Actinomyces odontolyticus, Alkaliphilus metalliredigens, Alkaliphilus oremlandii, Arthrobacter aurescens, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus clausii, Bacillus halodurans, Bacillus licheniformis, Bacillus pumilus, Bacillus subtilis, Bifidobacterium adolescentis, Bifidiobacterium longum, Caldicellulosiruptor saccharolyticus, Carboxydothermus hydrogenoformans, Clostridium acetobutylicum, Clostridium beijerinckii, Clostridium botulinum, Clostridium cellulolyticum, Clostridium difficile, Clostridium kluyveri, Clostridium leptum, Clostridium novyi, Clostridium perfringens, Clostridium tetani, Clostridium thermocellum, Corynebacterium diphtheriae, Corynebacterium efficiens, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium jeikeium, Corynebacterium urealyticum, Desulfitobacterium hafniense, Desulfotomaculum reducens, Eubacterium ventriosum, Exiguobacterium sibiricum, Fingoldia magna, Geobacillus kaustophilus, Geobacillus thermodenitrificans, виды рода Janibacter, Kineococcus radiotolerans, Lactobacillus fermentum, Listeria monocytogenes, Listeria innocua, Listeria welshimeri, Moorella thermoacetica, Mycobacterium avium, Mycobacterium bovis, Mycobacterium gilvum, Mycobacterium leprae, Mycobacterium paratuberculosis, Mycobacterium smegmatis, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium ulcerans, Mycobacterium vanbaalenii, виды рода Nocardioides, Nocardia farcinica, Oceanobacillus iheyensis, Pelotomaculum thermopropionicum, виды рода Rhodococcus, Saccharopolyspora erythraea, коагулазо-отрицательные виды рода Staphylococcus, Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus, устойчивые к метициллину (MRSA), Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus epidermidis, устойчивые к метициллину (MRSE), Streptococcus agalactiae, Streptococcus gordonii, Streptococcus mitis, Streptococcus oralis, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus sanguinis, Streptococcus suis, Streptomyces avermitilis, Streptomyces coelicolor, Thermoanaerobacter ethanolicus, Thermoanaerobacter tengcongensis, и их комбинаций; в результате применения указанного способа образование биопленок подавляется.

В другом воплощении данного изобретения предлагается перевязочный материал, пропитанный безопасным и эффективным количеством препарата, содержащего усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), причем этот перевязочный материал подавляет образование биопленок на коже.

В еще одном воплощении данного изобретения предлагается очищающая композиция индивидуального пользования для личной гигиены, содержащая усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), причем эта очищающая композиция подавляет образование биопленок на коже.

В другом воплощении данного изобретения предлагается композиция для очищения твердых поверхностей, содержащая усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), которая подавляет образование биопленок на твердых поверхностях.

В другом воплощении данного изобретения предлагается полоскание для полости рта, предназначенное для подавления образования биопленок и содержащее композицию, включающую усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат).

Эти и другие аспекты данного изобретения явствуют из нижеследующего описания его предпочтительных воплощений в сочетании с прилагаемыми рисунками, хотя возможны также их варианты и модификации, не отклоняющиеся от сущности и объема новых идей, представленных в настоящем документе.

Краткое описание иллюстраций

Прилагаемые иллюстрации образуют часть описания данного изобретения и включены в настоящий документ, чтобы далее продемонстрировать некоторые его аспекты, которые более понятны при рассмотрении вместе с одной или более из этих иллюстраций в сочетании с подробным описанием конкретных воплощений данного изобретения, представленных в настоящем документе.

Данный патент или патентная заявка содержит по меньшей мере одну цветную иллюстрацию. Копии этого патента или патентной заявки с цветными иллюстрациями могут быть получены от Бюро по регистрации патентов и товарных знаков США по требованию и при соответствующей оплате.

Фигура 1а - демонстрирует трихомикоз подмышечной впадины у человека.

Фигура 1b демонстрирует полное излечение трихомикоза подмышечной впадины у человека спустя около 48 часов после обработки по данному изобретению.

Осуществление изобретения

Используемые в настоящем описании термины, как правило, имеют обычное в данной области техники значение, в пределах контекста этого изобретения и в том конкретном контексте, в котором каждый термин употребляется. Некоторые термины, используемые для описания данного изобретения, обсуждаются ниже или в других местах настоящего описания, чтобы дать практическому работнику дополнительные ориентиры при рассмотрении описания данного изобретения. Для удобства некоторые термины могут быть выделены, например курсивным шрифтом и/или кавычками. Использование выделений никак не влияет на объем и значение термина; при одинаковом контексте объем и значение термина остаются неизменными, независимо от того, выделен он или нет. Следует учесть, однако, что одно и тоже можно сказать более чем одним образом. Следовательно, для какого-то одного или более из обсуждаемых в настоящем документе терминов могут использоваться различные формулировки и синонимы, причем не нужно придавать какое-либо особое значение тому, конкретизируется ли либо обсуждается ли в настоящем документе тот или иной термин или нет. Для некоторых терминов приводятся синонимы. Употребление в настоящем документе одного или более синонимов какого-либо термина не исключает использования других его синонимов. Использование в настоящем описании примеров, включая примеры каких-либо обсуждаемых здесь терминов, является чисто иллюстративным и ни в коей мере не ограничивает объем и содержание данного изобретения или любого из иллюстрируемых примерами терминов. Подобным же образом данное изобретение не ограничивается различным его воплощениями, представленными в настоящем описании.

В настоящем документе в тех случаях, когда приводится диапазон значений какой-либо величины, подразумевается, что, если только из конкретного контекста не явствует иное, данным изобретением охватывается каждое промежуточное между приведенными верхним и нижним пределами диапазона значение и любое другое указанное или промежуточное значение до десятой доли единицы нижнего предела этого диапазона. Верхние и нижние пределы меньших диапазонов могут независимо входить в эти диапазоны, и они также охватываются данным изобретением, с учетом какого-либо особо исключаемого предела в указанном диапазоне. Если указанный диапазон включает один или оба предела, то те диапазоны, в которых исключены один или оба из этих включенных пределов, тоже входят в данное изобретение.

В настоящей заявке цитируются различные публикации, патенты и опубликованные патентные заявки. Раскрытые в этих публикациях, патентах и опубликованных патентных заявках изобретения, на которые имеются ссылки в настоящей заявке, полностью включаются в данное изобретение путем отсылки. Цитирование в настоящем документе любых публикаций, патентов или опубликованных патентных заявок не означает, что эти публикации, патенты и опубликованные патентные заявки входят в известный уровень техники.

В настоящем документе и в прилагаемой формуле изобретения определенный (the) и неопределенный (а) артикли единственного числа включают значение множественного числа, если только из конкретного контекста не явствует иное. Так, например, выражение "a transport enhancer" подразумевает и «множество усилителей транспорта», и «единичный усилитель транспорта»; "a chelating agent" включает и значение «два или более хелатирующих агентов», и «один отдельно взятый хелатирующий агент», и т.п. В настоящем описании и приведенной вслед за ним формуле изобретения упоминается ряд терминов, имеющих нижеследующие значения.

Когда речь идет о компонентах препарата/композиции, имеется в виду, что используемый термин, например «агент», охватывает не только конкретную молекулярную структуру, но также и ее фармацевтически приемлемые аналоги, включая (но не ограничиваясь упоминаемым здесь) соли, эфиры, амиды, пролекарства, конъюгаты, активные метаболиты и другие производные, аналоги и родственные соединения.

Термины «лечение» и «обработка» в настоящем документе относятся к введению какого-либо агента или композиции индивиду, страдающему от неблагоприятного состояния, расстройства или заболевания и имеющему его клинические симптомы, каковое введение вызывает ослабление тяжести и/или снижение частоты проявления этих симптомов, снимает эти симптомы и/или уничтожает их причину, и/или ускоряет улучшение состояния указанного индивида, или ликвидирует повреждение. Термины «предупреждение» и «профилактика» относятся к введению какого-либо агента или композиции индивиду, подверженному определенному неблагоприятному состоянию, расстройству или заболеванию, но не имеющему его клинических симптомов, каковое введение не допускает появления этих симптомов и/или ликвидирует их причину. В тех случаях, когда в настоящем документе термин «лечение» употребляется без упоминания возможного предотвращения/профилактики, подразумевается, что эти случаи охватывают и предотвращение/профилактику тоже, если только явно не указано иное или оно не следует из конкретного контекста; например, выражение «способ лечения гингивита» можно считать охватывающим также значение «способ предотвращения гингивита».

Выражение «при необходимости», например «при необходимости замещенный» или «при необходимости содержит», означает, что указанный далее компонент (например, заместитель или добавка) может присутствовать, а может и не присутствовать, так что данное описание включает как случаи присутствия указанного компонента, так и случаи его отсутствия.

Выражение «фармацевтически приемлемый» означает, что данный материал (вещество) не является нежелательным с биологической или иной точки зрения, например данный материал (вещество), будучи включен в композицию по данному изобретению, не вызывает каких-либо нежелательных биологических эффектов или не взаимодействует вредоносным образом с каким-либо другим компонентом данной лекарственной формы этой композиции. Однако, когда определение «фармацевтически приемлемый» употребляется применительно к фармацевтическому эксципиенту, подразумевается, что этот эксципиент удовлетворяет стандартам токсикологической и производственной проверки и/или что он включен в перечень неактивных ингредиентов, составленный Управлением по контролю качества пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств США (FDA). Как поясняется подробнее далее, определение «фармакологически активный» (или просто «активный»), например в словосочетаниях «фармакологически активное производное» или «фармакологически активный аналог», относится к производному или аналогу, обладающему такой же фармакологической активностью, как исходный агент. Термины «лечение» и «обработка» в настоящем документе относятся к снижению степени тяжести и/или частоты проявления симптомов, ликвидации симптомов и/или их причины, предотвращению возникновения и развития симптомов и/или их причины, улучшению или излечению нежелательного состояния или повреждения. Так, например, лечение пациента включает предотвращение неблагоприятного состояния у подверженного ему индивида, а также лечение индивида с клинически выраженными симптомами путем подавления данного состояния или инициирования его регрессии. Термин «хелатирующий агент» (или «активный агент») относится к любому химическому соединению, комплексу или композиции, которые оказывают желаемое действие в определенном биологическом контексте, то есть при введении индивиду или при добавлении к клеткам или тканям in vitro. Этот термин включает фармацевтически приемлемые производные активных агентов, конкретно названных в настоящем документе, в том числе (но не ограничиваясь перечисленным здесь) соли, эфиры, амиды, пролекарства, активные метаболиты, изомеры, аналоги, кристаллические формы, гидраты и проч. Когда употребляется термин «хелатирующий агент» или конкретно называется определенный хелатирующий агент, подразумевается не только этот агент как таковой, но и его фармацевтически приемлемые соли, эфиры, амиды, пролекарства, активные метаболиты, изомеры, аналоги и проч.

Термины «эффективное количество» или «терапевтически эффективное количество» применительно к какому-либо активному агенту означают такое его количество, которое, не будучи токсичным, достаточно для обеспечения благоприятного эффекта. Какое количество активного агента окажется эффективным у данного индивида, зависит от его возраста и общего состояния здоровья, от конкретного активного агента или агентов и от других факторов. В настоящем документе термин «терапевтически эффективное количество» должен, если не указано иного, охватывать - помимо количества, эффективного для лечения данного неблагоприятного состояния, - количество, эффективное для предотвращения этого неблагоприятного состояния и/или для его ослабления.

Специалистам в данной области техники, ознакомившимся с данным изобретением, должно быть ясно, что в каждом из описанных и проиллюстрированных в настоящем документе отдельных его воплощений имеются отделимые составные части и признаки, которые вполне можно комбинировать с признаками любого из других воплощений данного изобретения, не отступая от его объема и сущности. Любой изложенный в настоящем документе способ можно осуществлять в том порядке действий, который здесь описан, или же в любом другом логически возможном порядке.

Если в настоящем документе не указано иного, то данное изобретение не ограничивается конкретными компонентами препаратов/композиций, способами введения этих препаратов/композиций, хелатирующими агентами, методами изготовления и проч., которые могут варьировать.

Если в настоящем документе не дано иных определений, то все технические и научные термины употребляются здесь в том значении, которое общепринято и понятно рядовым специалистам в данной области техники. В случае разночтений следует руководствоваться определениями, приведенными в настоящем документе.

Определения

Термин «биопленка» относится к заключенным в матрикс микробным отложениям на биологических или не биологических поверхностях. Образование биопленки представляет собой защитный режим роста микроорганизмов, который позволяет их клеткам выживать в неблагоприятной среде.

Термин «образование биопленки» включает формирование, рост и изменение колоний бактериальных клеток, содержащихся в структуре биопленки, а также синтез и поддержание полисахаридного матрикса биопленки.

Термин «грамположительные бактерии» относится к бактериям, имеющим клеточную стенку с высоким содержанием пептидогликанов. Грамположительные бактерии идентифицируются по их способности при окрашивании по Граму удерживать краситель кристаллический фиолетовый (кристаллвиолет), приобретая темно-синий или фиолетовый цвет.

Термин «грамотрицательные бактерии» относится к бактериям, в клеточной стенке которых слой пептидогликанов значительно тоньше, чем у грамположительных бактерий, и которые при окрашивании по Граму не окрашиваются красителем кристаллическим фиолетовым (кристаллвиолетом) в темно-синий или фиолетовый цвет, но окрашиваются контрастным красителем сафранином в красный или розовый цвет.

Термин «антимикробный агент» относится к любому веществу, убивающему или подавляющему размножение бактерий или других микробов.

Перечень (не имеющий ограничительного характера) бактерий, на которых желаемым образом воздействуют антимикробные композиции по данному изобретению, включает Acidothermus cellulyticus, Actinomyces odontolyticus, Alkaliphilus metalliredigens, Alkaliphilus oremlandii, Arthrobacter aurescens, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus clausii, Bacillus halodurans, Bacillus licheniformis, Bacillus pumilus, Bacillus subtilis, Bifidobacterium adolescentis, Bifidiobacterium longum, Caldicellulosiruptor saccharolyticus, Carboxydothermus hydrogenoformans, Clostridium acetobutylicum, Clostridium beijerinckii, Clostridium botulinum, Clostridium cellulolyticum, Clostridium difficile, Clostridium kluyveri, Clostridium leptum, Clostridium novyi, Clostridium perfringens, Clostridium tetani, Clostridium thermocellum, Corynebacterium diphtheriae, Corynebacterium ejficiens, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium jeikeium, Corynebacterium urealyticum, Desulfitobacterium hafniense, Desulfotomaculum reducens, Eubacterium ventriosum, Exiguobacterium sibiricum, Fingoldia magna, Geobacillus kaustophilus, Geobacillus thermodenitrificans, виды рода Janibacter, Kineococcus radiotolerans, Lactobacillus fermentum, Listeria monocytogenes, Listeria innocua, Listeria welshimeri, Moorella thermoacetica, Mycobacterium avium, Mycobacterium bovis, Mycobacterium gilvum, Mycobacterium leprae, Mycobacterium paratuberculosis, Mycobacterium smegmatis, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium ulcerans, Mycobacterium vanbaalenii, виды рода Nocardioides, Nocardia farcinica, Oceanobacillus iheyensis, Pelotomaculum thermopropionicum, виды рода Rhodococcus, Saccharopolyspora erythraea, коагулазо-отрицательные виды рода Staphylococcus, Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus, устойчивые к метициллину (MRSA), Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus epidermidis, устойчивые к метициллину (MRSE), Streptococcus agalactiae, Streptococcus gordonii, Streptococcus mitis, Streptococcus oralis, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus sanguinis, Streptococcus suis, Streptomyces avermitilis, Streptomyces coelicolor, Thermoanaerobacter ethanolicus, Thermoanaerobacter tengcongensis, и их комбинации.

Термин «антибиотик» относится к веществам, противодействующим размножению микроорганизмов. Антибиотики, пригодные по данному изобретению, могут быть природными, химически модифицированными или синтетическими.

Термин «жидкость для промывания при хирургической обработке» относится к растворам, используемым в ходе хирургического вмешательства для орошения места имплантации медицинского устройства с целью предотвратить первоначальное образование биопленок в непосредственной близости от указанного устройства.

Термин «полоскание для полости рта» относится к растворам, содержащим один или более хелатирующих агентов, связывающих цинк, и используемым для ополаскивания или орошения поверхностей ротовой полости с целью предотвращения образования на них биопленок, ведущих, в частности, к кариесу.

Термин «очищающая композиция индивидуального пользования» относится к композициям, применяемым для личной гигиены. Очищающие композиции индивидуального пользования включают (но не ограничиваются перечисленным здесь) гели, кремы, суспензии, коллоидные системы, мыла, дезодоранты, гели для душа, шампуни и проч. В одном из воплощений данного изобретения предлагаемые очищающие композиции индивидуального пользования подавляют инфекции, ассоциированные с биопленками, включая (но не ограничиваясь названным здесь) внебольничную инфекцию Staphylococcus aureus, устойчивых к метициллину (CA-MRSA).

Термин «очищающая композиция для твердых поверхностей» относится к композициям, применяемым для очистки и/или санитарной обработки твердых или плотных поверхностей. В одном из воплощений данного изобретения предлагается композиция, предотвращающая рост бактериальных биопленок на твердых поверхностях, включая (но не ограничиваясь перечисленным здесь) поверхности хирургических инструментов, емкостей для хранения, водопроводных труб, лотков и подносов, контейнеров, стен, полов, рабочих поверхностей и столешниц, полов в раздевалках, сидений, шкафчиков для одежды, душевых, ванных комнат, туалетов, установок для фильтрации воды и проч.

Хелатирующие агенты. Хелатирование - это химическое образование комплекса из органического соединения и металла, в котором атом металла является частью кольцевой структуры. Сам комплекс называется хелатом, а образовавший связь с металлом органический лиганд - хелатирующим агентом. Чем больше членов заключающей атом металла кольцевой структуры с ним взаимодействует, тем стабильнее комплексное соединение. Стабильность хелата также зависит от числа атомов в кольцевой структуре, содержащей металл. Монодентатные лиганды, образующие одну координационную связь с комплексообразующим металлом, например H₂O или NH₃, легко отделяются при других химических процессах, а полидентатные лиганды, образующие более одной связи с ионом металла, формируют более стабильные комплексы. Например, зеленый пигмент растений хлорофилл является хелатом, в котором в центре комплекса находится атом магния и с ним связаны четыре лиганда (хелатирующих агента) - пиррольных кольца. Гем - это хелат железа, в котором в центре порфиринового кольца находится ион двухвалентного железа. В водных системах хелатирующие агенты служат разнообразными секвестрантами, то есть связывают, удаляя из раствора, ионы металлов. Образуя стабильные водорастворимые комплексы с ионами поливалентных металлов, хелатирующие агенты блокируют реакционноспособность ионов металлов и таким образом предотвращают их участие в нежелательных взаимодействиях. Типичный хелатирующий агент - этилендиаминтетраацетат (EDTA), содержащий атомы азота и карбоксильные группы с короткой цепью.

Примеры хелатирующих агентов, связывающих железо и кальций, включают (но не ограничиваются перечисленным здесь) диэтилентриаминпентауксусную кислоту (DPTA), этилендиаминтетрауксусную кислоту (EDTA), нитрилотриуксусную кислоту (NTА), 1,3-пропилендиаминтетрауксусную кислоту (PDTA), этилендиаминдиянтарную кислоту (EDDS) и этиленгликольтетрауксусную кислоту (EGTA). По настоящему изобретению пригоден любой известный в данной области техники хелатирующий агент, который биологически безопасен и способен связывать железо, кальций или другие металлы.

Соединения, которые по данному изобретению можно использовать в качестве хелатирующих агентов, включают любые вещества, способные вступать в координационную связь или образовывать комплексы с катионами двух- или поливалентных металлов, тем самым связывая их и блокируя. Соответственно, в настоящем документе термин «хелатирующий агент» включает не только двух- или поливалентные лиганды (которые обычно и называют хелатирующими агентами), но также одновалентные лиганды, способные вступать в координационную связь или образовывать комплексы с катионами металлов.

Пригодные биологически совместимые хелатирующие агенты, которые могут использоваться по данному изобретению, включают (нижеследующее перечисление не имеет ограничительного характера) мономерные поликислоты (например, EDTA), циклогександиаминтетрауксусную кислоту (CDTA), гидроксиэтилэтилендиаминтриуксусную кислоту (HEDTA), диэтилентриаминпентауксусную кислоту (DPTA), димеркаптопропансульфоновую кислоту (DMPS), димеркаптоянтарную кислоту (DMSA), аминотриметиленфосфоновую кислоту (АТРА), лимонную кислоту, их приемлемые соли и комбинации этих веществ. Другие примеры хелатирующих агентов включают фосфаты, например пирофосфаты, триполифосфаты и гексаметафосфаты.

Особенно предпочтительны EDTA и офтальмологически приемлемые соли EDTA; представителей офтальмологически приемлемых солей EDTA обычно выбирают из (NH₄)₂-EDTA, Na₂-EDTA, K₂-EDTA, (NH₄)₃-EDTA, Na₃-EDTA, K₃-EDTA и CaNa₂-EDTA.

EDTA широко используется как хелатирующий агент для связывания металлов в крови и других биологических тканях; его предлагают включать в различные композиции. Например, в патенте США №6,348,508 (Denick Jr. et al.) описывается EDTA в роли секвестрирующего агента, связывающего ионы металлов. Помимо применения в качестве хелатирующего агента, EDTA широко используется как консервант вместо бензалкония хлорида, как описано, например, в патенте США №6,211,238 (Castillo et al). В патенте США №6,265,444 (Bowman et al.) описывается использование EDTA в роли консерванта и стабилизирующего агента. Однако EDTA обычно не используется в сколько-нибудь существенных концентрациях в композициях для местного применения, так как он плохо проникает через биологические мембраны и биопленки, включая кожу, клеточные мембраны и такие биопленки, как зубной налет/бляшки.

В числе хелатирующих/секвестрирующих веществ, которые могут входить в состав композиций по данному изобретению, назовем биологически совместимые хелатирующие агенты, включающие (нижеследующее перечисление не имеет ограничительного характера) мономерные поликислоты, например этилендиаминтетрауксусную кислоту (EDTA), циклогександиаминтетрауксусную кислоту (CDTA), гидроксиэтилэтилендиаминтриуксусную кислоту (HEDTA), диэтилентриаминпентауксусную кислоту (DPTA), димеркаптопропансульфоновую кислоту (DMPS), димеркаптоянтарную кислоту (DMSA), аминотриметиленфосфоновую кислоту (АТРА), лимонную кислоту, их фармацевтически приемлемые соли и комбинации этих веществ.

Другие примеры хелатирующих агентов включают фосфаты, например пирофосфаты, триполифосфаты и гексаметафосфаты. Другие примеры хелатирующих агентов включают фосфаты, например пирофосфаты, триполифосфаты и гексаметафосфаты; хелатирующие антибиотики, например хлорохин и тетрациклин; азотсодержащие хелатирующие агенты, в которых имеются два или более атома азота, способных к образованию координационных связей, в иминогруппе или в ароматическом кольце (например, диимины, 2,2,-бипиридины и проч.); полиамины, например циклам (1,4,7,11-тетраазациклотетрадекан), N-(С₁-С₃₀)алкил-замещенные цикламы (например, гексадециклам, тетраметилгексадецилциклам), диэтилентриамин (DETA), спермин, диэтилнорспермин (DENSPM), диэтилгомоспермин (DEHOP) и дефероксамин (N'-{5-[ацетил(гидрокси)амино]пентил}-N-[5-({4-[(5-аминопентил)(гидрокси)амино]-4-оксобутаноил}амино)пентил]-N-гидроксисукцинамид, или Ν'-[5-(ацетил-гидрокси-амино)пентил]-Ν-[5-[3-(5-аминопентил-гидрокси-карбамоил)пропаноиламино]пентил]-Ν-гидрокси-бутандиамид), называемый также десферриоксамином В, десфероксамином В, DFO-B, DFOA, DFB или десфералом, деферипрон, пиридоксальизоникотиноилгидразон (PIH), салицилальдегид-изоникотиноилгидразон (SIH), этан-1,2-бис(N-1-амино-3-этилбутил-3-тиол).

Кроме того, биологически совместимые хелатирующие агенты, которые могут использоваться для практического осуществления настоящего описания, включают конъюгаты EDTA-4-аминохинолин, например ([2-(бис-этоксикарбонилметил-амино)-этил]-{[2-(7-хлорхинолин-4-иламино)-этилкарбамоил]-метил}-амино)-уксусной кислоты этиловый эфир, ([2-(бис-этоксикарбонилметил-амино)-пропил]-{[2-(7-хлорхинолин-4-иламино)-этилкарбамоил]-метил}-амино)-уксусной кислоты этиловый эфир, ([3-(бис-этоксикарбонилметил-амино)-пропил]-{[2-(7-хлорхинолин-4-иламино)-этилкарбамоил]-метил}-амино)-уксусной кислоты этиловый эфир, ([4-(бис-этоксикарбонилметил-амино)-бутил]-{[2-(7-хлорхинолин-4-иламино)-этилкарбамоил]-метил}-амино)-уксусной кислоты этиловый эфир, ([2-(бис-этоксиметил-амино)-этил]-{[2-(7-хлорхинолин-4-иламино)-этилкарбамоил]-метил}-амино)-уксусной кислоты этиловый эфир, ([2-(бис-этоксиметил-амино)-пропил]-{[2-(7-хлорхинолин-4-иламино)-этилкарбамоил]-метил}-амино)-уксусной кислоты этиловый эфир, ([3-(бис-этоксиметил-амино)-пропил]-{[2-(7-хлорхинолин-4-иламино)-этилкарбамоил]-метил}-амино)-уксусной кислоты этиловый эфир, ([4-(бис-этоксиметил-амино)-бутил]-{[2-(7-хлорхинолин-4-иламино)-этилкарбамоил]-метил}-амино)-уксусной кислоты этиловый эфир, как описано в работе Solomon et al., Med. Chem. 2: 133-138, 2006.

Кроме того, природные хелатирующие агенты включают (не ограничиваясь перечисленным здесь) лимонную кислоту, фитиновую кислоту, молочную кислоту, уксусную кислоту и их соли. Другие природные хелатирующие агенты и слабые хелатирующие агенты включают (не ограничиваясь перечисленным здесь) куркумин, аскорбиновую кислоту, янтарную кислоту и др.

В некоторых воплощения данного изобретения хелатирующие агенты выбирают из четырехзамещенной натриевой соли иминодиянтарной кислоты [Baypure® СХ100; LANXESS GMBH (ранее Bayer Chemicals), Леверкузен, Германия] или солей полиаспарагиновой кислоты (Baypure® DS100; LANXESS GMBH, Леверкузен, Германия). В некоторых воплощения данного изобретения хелатирующими агентами являются четырехзамещенные натриевые соли L-глутаминовой-N,N-диуксусной кислоты (GLDA -Dissolvine®, AkzoNobel, Нидерланды).

В некоторых воплощениях данного изобретения хелатирующий агент входит в состав композиции в виде прохелатора. Прохелатор - это вещество, которое в соответствующих химических или физических условиях превращается в собственно хелатирующий агент. Например, прохелатор [2-(4,4,5,5-тетраметил-[1,3,2]диоксаборолан-2-ил)-бензилиден]-гидразид изоникотиновой кислоты (BSIH) под действием перекиси водорода превращается в изоникотиноил-гидразон салицилальдегида (SIH), образующий хелатный комплекс с железом и тем самым подавляющий катализируемое железом образование гидроксильного радикала.

В настоящем документе неактивный секвестрирующий агент, связывающий ионы металлов, иногда называется прохелатором, хотя секвестрация ионов металлов может включать процессы секвестрации и комплексообразования помимо хелатирования как такового. Термин «прохелатор» аналогичен термину «пролекарство»: пролекарство является терапевтически неактивным агентом до тех пор, пока не будет активировано in vivo, и прохелатор не способен к секвестрации ионов металлов до тех пор, пока не будет активирован in vivo.

Усилители транспорта. Усилитель транспорта нужен, чтобы облегчить перенос хелатирующего агента в тканях, межклеточном матриксе и/или клеточных мембранах организма. Эффективное количество усилителя транспорта - это его количество и концентрация в композиции по данному изобретению, которые достаточны для обеспечения измеримого усиления проникновения хелатирующего агента в одном или более местах ротовой полости и/или зубов у индивида по сравнению с тем, что наблюдается без присутствия усилителя транспорта в указанной композиции.

В некоторых случаях усилитель транспорта может присутствовать в композиции по данному изобретению в количестве от около 0,01% (масса/масса) или менее до около 30% (масса/масса) или более, в типичном случае от около 0,1% (масса/масса) до около 20% (масса/масса), чаще от около 1% (масса/масса) до около 11% (масса/масса), наиболее часто от около 2% (масса/масса) до около 8% (масса/масса), например 5% (масса/масса).

Усилитель транспорта, как правило, описывается формулой (I)

где R¹ и R² независимо друг от друга выбирают из алкилов C₂-С₆, гетероалкилов C₁-С₆, аралкилов С₆-С₁₄ и гетероаралкилов С₂-С₁₂, любой из которых может быть замещенным; Q представляет S или Р. Предпочтительны соединения, в которых Q представляет S, a R¹ и R² - алкил C₁-С₃, причем оптимальным усилителем транспорта является метилсульфонилметан (MSM).

Выражения «описывается формулой» или «имеет структуру» не носят ограничительного характера и употребляются таким же образом, как обычно используется слово «представляет». Применительно к приведенной выше структуре термин «алкил» относится к неразветвленным, разветвленным или циклическим насыщенным углеводородным группам, содержащим 1-6 атомов углерода, примерами которых являются метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил, циклопентил, циклогексил и т.п.Если не указано иного, то термин «алкил» включает незамещенные и замещенные алкилы, в которых заместителями могут быть, например, атом галогена, гидроксильная группа, сульфгидрильная группа, алкокси-группа, ацильная группа и проч. Термин «алкокси-группа» подразумевает алкильную группу, присоединенную одной концевой эфирной связью; то есть алкокси-группа может быть представлена как -О-алкил, где алкил соответствует приведенному выше определению. Термин «арил» относится к ароматическим заместителям, содержащим одно ароматическое кольцо или несколько соединенных ароматических колец, связанных непосредственно или опосредованно (таким образом, что разные ароматические кольца связаны с общей группой, например метиленовой или этиленовой). Предпочтительны арильные группы, содержащие 5-14 атомов углерода. Примерами арильных групп, в которых имеется одно ароматическое кольцо либо два конденсированных или связанных ароматических кольца, являются фенил, нафтил, дифенил, дифениловый эфир, дифениламин, бензофенон и т.п. Термин «арил» включает незамещенные и замещенные арилы, в которых заместителями могут быть группы, указанные выше применительно к при необходимости замещенным алкильным группам. Термин «аралкил» относится к алкильным группам с арильным заместителем, где арил и алкил соответствуют приведенным выше определениям. Предпочтительны аралкильные группы, содержащие 6-14 атомов углерода, особенно предпочтительны аралкильные группы, содержащие 6-8 атомов углерода. Примеры аралкильных групп включают (перечисленное здесь не имеет ограничительного характера) бензил, 2-фенилэтил, 3-фенилпропил, 4-фенилбутил, 5-фенилпентил, 4-фенилциклогексил, 4-бензилциклогексил, 4-фенилциклогексилметил, 4-бензилциклогексилметил и т.п. Термин «ацил» относится к заместителям, описываемым формулами -(СО)-алкил, -(СО)-арил или -(СО)-аралкил, где алкил, арил и аралкил соответствуют приведенным выше определениям. Термины «гетероалкил» и «гетероаралкил» употребляются применительно к содержащим гетероатомы соответственно алкильным и аралкильным группам, то есть алкильным и аралкильным группам, в которых вместо одного или более атомов углерода находятся атомы элементов, отличных от углерода, например азота, кислорода, серы, фосфора или кремния, в типичном случае - азота, кислорода или серы.

Термин «имплантируемое медицинское устройство» относится к любому изделию медицинского назначения, вживляемому или помещаемому в организм человека. Вживление или размещение таких устройств в теле может быть временным либо постоянным. Имплантируемое медицинское устройство может быть, например, катетером, ортопедическим изделием, протезом, стентом для сосуда, стентом для мочевых путей, водителем ритма для сердца, имплантатом и проч.

Термин «промывание устройства» означает погружение изделия в раствор в порядке его предварительной обработки, например, перед хирургической имплантацией. Промывание устройства может осуществляться также после его хирургического внедрения в организм, например, путем орошения места хирургического вмешательства стерильным раствором.

Термин «покрытие устройства» относится к предварительной обработке устройства какой-либо композицией перед хирургической имплантацией. Композиции, пригодные для предварительной обработки имплантируемых медицинских устройств, включают, например, растворы, гели, полимерные покрытия и проч. Наносить покрытие на имплантируемое медицинское устройство можно различными способами и средствами, например путем распыления/разбрызгивания композиции, образующей покрытие, или же путем погружения в нее указанного устройства. В имплантируемом устройстве с покрытием имеется поверхностный слой с желаемыми свойствами, обеспечиваемыми композицией, образующей покрытие. В одном из воплощений данного изобретения композиция, образующая покрытие имплантируемого устройства, содержит по меньшей мере один хелатирующий агент, связывающий цинк. В другом воплощении данного изобретения композиция, образующая покрытие имплантируемого устройства, содержит один или более растворимых доменов G5 или структур, адгезирующих цинк.

Термин «фармацевтическая композиция для местного применения» относится к фармацевтическим композициям, пригодным для нанесения на кожу млекопитающего. Фармацевтические композиции, пригодные для местного применения, включают (не ограничиваясь перечисленным здесь) гели, кремы, лосьоны, мази, настойки, спреи и твердые препараты. В одном из воплощений данного изобретения предлагаемая фармацевтическая композиция для местного применения наносится наружно на поверхность кожи или в непосредственной близости от порезов, ссадин, потертостей, ожогов, рваных, колотых или резаных ран с целью лечения, предотвращения или подавления образования бактериальных биопленок.

Биопленки

Биопленки являются сообществами бактериальных клеток, которые прикрепляются к биологическим или не биологическим субстратам, дифференцируются в микро- и макроколонии и производят межклеточный матрикс, состоящий обычно из полисахаридов и белков. Бактерии в биопленках устойчивы к воздействию антибиотиков и средств иммунологической защиты организма-хозяина, и от них очень трудно избавиться. Например, при стафилококковой инфекции, возникшей из-за биопленок, содержавших стафилококки, на имплантированном медицинском устройстве часто требуется хирургическое вмешательство - удаление имплантата, очистка окружавшей его ткани и продолжительное лечение антибиотиками.

Образование биопленок включает ряд этапов, начинающийся с первоначального заселения поверхности и заканчивающийся сложным формированием зрелой биопленки. Биопленки существуют на различных поверхностях, включая ткани, мягкие поверхности и углубления в биологической структуре; наиболее вероятно формирование зрелых биопленок в тех местах, где мало или нет движения среды над поверхностью, например в трещинах, углублениях, бороздах и т.п., поскольку в таких местах биопленка защищена от воздействия сил, которые могли бы ее удалить, например потока жидкости и механического раздражения. Кроме того, в процессе роста биопленки видовой состав микробного сообщества изменяется: вначале присутствуют в основном грамположительные бактерии, причем много стрептококков, а позже, по мере созревания биопленки структура заполняется грамотрицательными анаэробными бактериями.

Первый этап развития биопленки состоит в адсорбции веществ бактериального и хозяйского происхождения на заселяемой поверхности. Уже через несколько минут после очистки поверхности на ней начинается образование биопленки: появляется тонкий слой микроорганизмов, который действует как адгезивный агент, прилипая к поверхности и способствуя формированию на ней первичной пленки. Эта первичная пленка непосредственно влияет на начальное заселение микроорганизмами и адсорбция бактерий на поверхности зуба продолжается.

Существует множество различных местообитаний, большинство которых омываются жидкостями, содержащими ионы. Чтобы выжить, бактериям приходится прикрепляться к каким-либо поверхностям, иначе они удаляются потоком жидкости или воздуха. Бактерии, которые прикрепляются к открытым гладким поверхностям, должны держаться на них очень крепко, чтобы устоять в потоке жидкости или воздуха. Любому конгломерату бактериальных клеток, возникшему в силу их размножения, труднее удержаться на поверхности, поскольку он испытывает большую силу сдвига. Это не значит, что на открытых гладких поверхностях зубов нет прикрепившихся бактерий - у некоторых видов микроорганизмов в ходе эволюции возникли очень эффективные адгезионные механизмы. Но тем не менее в таких местах формирование объемных клеточных структур подавляется и бляшкообразующие скопления приурочены к защищенным местам, например пространствам между зубами, границе десен и зубным фиссурам. Бактерии также накапливаются в местах дефектов поверхности.

Прежде чем зубная бляшка начнет расти, на поверхности должны поселиться бактерии, которые будут размножаться и привлекать других поселенцев. Этих первых поселенцев называют пионерными видами.

Клеточная поверхность этих бактерий, как, собственно, поверхность почти всех клеток, несет отрицательный электрический заряд, обусловленный присутствием белков и других компонентов клеточной стенки и мембраны, содержащих фосфатные, карбоксильные и другие кислотные группы. Почти все небиологические поверхности тоже несут отрицательный электрический заряд. Иногда это обусловлено накоплением органических веществ, адсорбируемых этими поверхностями из окружающей среды, иногда отрицательный заряд присущ поверхности в силу ее химических свойств. Однако благодаря присутствию большого количества положительно заряженных ионов поливалентных металлов в окружающей биопленку жидкости и в жидкости в структуре самой биопленки бактериальные клетки привлекаются к отрицательно заряженной поверхности (теория Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека).

Концентрация поливалентных металлов в биопленке возрастает и достигает уровня, когда небольшие изменения рН могут вызвать выпадения солей металлов в осадок на поверхность. Эти отложения со временем нарастают и вызывают эрозию и повреждение поверхности.

Поскольку поливалентные металлы, например кальций, будучи широко распространенными, часто участвуют в образовании биопленок и в развитии их разрушительных эффектов, снижение уровней этих металлов должно играть ключевую роль в лечении неблагоприятных состояний, связанных с биопленками на поверхностях. В существующих на сегодняшний день лечебных методах этот подход не используется -основным мероприятием является механическое удаление биопленок с зубов и других влажных поверхностей.

Удаление поливалентных металлов, например кальция, возможно с помощью связывающих их хелатирующих агентов. Однако молекулы хелатирующих агентов несут отрицательный заряд и потому отталкиваются от поверхности биопленки. Чтобы хелатирующий агент попал в бляшку и достиг своей мишени - ионов металлов, нужен маскирующий заряд переносчик, который будет способствовать проникновению хелатирующего агента в биопленку к своим мишеням - ионам металлов, например кальция. Наличие структуры, инактивирующей секвестрацию, также может облегчить транспорт агента, секвестрирующего ионы металла, через биологические мембраны.

Если не вдаваться в теорию, то представляется вероятным, что значительная роль, которую играют биологически совместимые хелатирующие агенты в композициях по данному изобретению, состоит в удалении металлов (например, меди, железа и кальция) из биопленки, что облегчает ее механическое удаление и замедляет повторное формирование вредных биопленок.

В контексте данного изобретения хелатирующий агент многофункционален постольку, поскольку он способен снизить нежелательную протеиназную активность (например, коллагеназную), предотвратить образование отложений минеральных веществ и/или уменьшить уже имеющиеся минеральные отложения, сократить кальцификацию, а также действовать как консервант и стабилизирующий агент. Композиции по данному изобретению также включают эффективное количество усилителя транспорта, который облегчает проникновение компонентов композиции через клеточные мембраны, в тканях и межклеточном матриксе, в том числе в деснах и других тканях ротовой полости. Эффективное количество усилителя транспорта - это его концентрация, достаточная для обеспечения измеримого усиления проникновения одного или более компонентов композиции по данному изобретению через мембраны, ткани и межклеточный матрикс (см. выше). Пригодные усилители транспорта включают, для примера, метилсульфонилметан (называемый также метилсульфоном, MSM), комбинации MSM с диметилсульфоксидом (DMSO) и, в менее предпочтительном воплощении, диметилсульфоксид (DMSO), причем MSM особенно предпочтителен.

Метилсульфонилметан представляет собой кристаллическое вещество белого цвета без запаха, высоко растворимое в воде [34% (масса/объем) при 79°F (26°С)], характеризующееся точкой плавления 108-110°С и молекулярной массой 94,1 г/мол. По данному изобретению метилсульфонилметан служит многофункциональным агентом постольку, поскольку он не только увеличивает проницаемость клеточной мембраны, но и действует как агент, облегчающий транспорт (TFA), который способствует транспорту одного или более компонентов композиции по данному изобретению к тканям ротовой полости. Также метилсульфонилметан сам по себе обеспечивает лечебные эффекты и может служить противовоспалительным и обезболивающим агентом. Метилсульфонилметан также улучшает окислительный метаболизм в биологических тканях и является источником органической серы, участвующим в ослаблении образования рубцов. Метилсульфонилметан обладает уникальными ценными солюбилизирующими свойствами в том смысле, что он, как отмечено выше, растворим в воде, но проявляет как гидрофильность, так и гидрофобность вследствие наличия полярных групп S=O и неполярных метальных групп. Молекулярная структура метилсульфонилметана дает возможность образования водородных связей с другими веществами, а именно между атомом кислорода каждой группы S=O и атомами водорода других веществ; молекулярная структура метилсульфонилметана дает также возможность для ван-дер-ваальсовых взаимодействий, а именно для взаимодействия метальных групп и неполярных (например, нециклических углеводородных остатков) участков молекул других веществ. Наилучшая концентрация метилсульфонилметана в композициях по данному изобретению составляет от около 0,1% (масса/масса) до 40% (масса/масса) или от около 1% (масса/масса) до около 4, 5, 6, 7, 8, 10, 15%, предпочтительно от около 1,5% (масса/масса) до 8,0% (масса/масса).

Композиции по данному изобретению при необходимости могут содержать также другие добавки, в том числе вторичные усилители, то есть один или более дополнительных усилителей транспорта. Например, композиция по данному изобретению может содержать добавку диметилсульфоксида (DMSO). Поскольку метилсульфонилметан является метаболитом диметилсульфоксида, из которого образуется ферментативным путем, включение диметилсульфоксида в композиции по данному изобретению, содержащие метилсульфонилметан, обеспечивает постепенное повышение доли метилсульфонилметана в композиции. Диметилсульфоксид также нейтрализует свободные радикалы, тем самым сокращая возможности окислительного повреждения тканей. Когда диметилсульфоксид включают в композицию в качестве вторичного усилителя, его количество в нем составляет предпочтительно от около 1,0% (масса/масса) до 2,0% (масса/масса), а отношение метилсульфонилметан/диметилсульфоксид (масса/масса), как правило, составляет от около 1:50 до около 50:1.

Композиции

Для получения композиций по данному изобретению могут использоваться разнообразные средства. Методики составления композиций и их введения в организм можно найти в работе Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 20^th ed., Lippincott Williams and Wilkins, Philadelphia, PA (1995). Препараты, вводимые человеку или животным, должны удовлетворять требованиям стерильности, пирогенности, общей безопасности и чистоты, сопоставимых с требованиями Управления по контролю качества пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств США (FDA). Введение фармацевтических композиций по данному изобретению в организм может осуществляться различными путями, как описано в настоящем документе.

Другие возможные добавки в состав композиций по данному изобретению, являющиеся по меньшей мере частично водными, включают (приведенное здесь перечисление не имеет ограничительного характера) загустители, агенты, обеспечивающие нужное осмотическое давление (изотоничность), забуферивающие агенты и консерванты, при том условии, что любой такой эксципиент не взаимодействует нежелательным образом ни с каким другим компонентом композиции. Следует отметить, что консерванты не являются обязательным ингредиентом, поскольку выбранный хелатирующий агент сам по себе играет роль консерванта. Специалистам в области составления композиций известны пригодные в таких случаях загустители, которые включают, например, полимеры целлюлозы, например метилцеллюлозу (МС), гидроксиэтилцеллюлозу (НЕС), гидроксипропилцеллюлозу (НРС), гидроксипропил-метилцеллюлозу (НРМС), карбоксиметилцеллюлозу натрия (NaCMC) и другие набухающие гидрофильные полимеры, например поливиниловый спирт (PVA), гиалуроновую кислота и ее соли (например, гиалуронат натрия) и поперечно-сшитые полимеры акриловой кислоты, известные под названием карбомеров (имеются в продаже под названием Carbopol® производства B.F. Goodrich), а также различные органические камеди, например (не ограничиваясь перечисленным здесь) ксантановую камедь и конжаковую камедь. Предпочтительно такое количество любого загустителя в композиции, чтобы ее вязкость составляла более 10000 сПз, так как для того, чтобы гель удерживался на тканях ротовой полости и не вызывал неприятных ощущений, его вязкость должна быть, как считается, не менее указанной величины. В композициях для ротовой полости обычно используются любые подходящие агенты, обеспечивающие нужные осмотическое давление (изотоничность) и рН препарата; в композициях по данному изобретению поддерживается рН от около 4,5 до около 9,0, предпочтительно от около 6,8 до около 7,8, причем оптимальное значение рН составляет около 7,4.

Композиции по данному изобретению также включают фармацевтически приемлемые носители в зависимости от конкретного типа препарата. Например, композиция по данному изобретению может быть в виде раствора, суспензии, пасты или геля - в этом случае носитель является по меньшей мере частично водным. Композиция по данному изобретению может быть в виде мази - в этом случае фармацевтически приемлемый носитель состоит из мазевой основы. Предпочтительные по данному изобретению мазевые основы характеризуются точкой плавления или размягчения, близкой к температуре тела; предпочтительно используются мазевые основы, обычно применяемые в препаратах для полости рта. Обычно применяемые мазевые основы содержат вазелин и смеси вазелина и минерального масла.

Фармацевтическая композиция по данному изобретению может быть твердой, полужидкой или жидкой, например представлять собой жидкость, крем, суспензию, эмульсию, гранулы, порошок и проч., предпочтительно в виде единичной лекарственной формы, пригодной для разового введения по точной дозировке. Пригодные фармацевтические композиции и лекарственные формы могут быть получены путем применения обычных методов, известных в области изготовления фармацевтических композиций и описанных в соответствующих литературных источниках, например, в работе Remington: The Science and Practice of Pharmacy, упомянутой выше.

Композиции по данному изобретению могут быть получены в виде гидрогеля, дисперсии или коллоидной суспензии. Гидрогели образуются в результате включения в состав композиции набухающих гелеобразующих полимеров, например тех, которые упомянуты выше как пригодные загустители, а именно: метилцеллюлозы (МС), гидроксиэтилцеллюлозы (НЕС), гидроксипропилцеллюлозы (НРС), гидроксипропил-метилцеллюлозы (НРМС), карбоксиметилцеллюлозы натрия (NaCMC), поливинилового спирта (PVA) или гиалуроновой кислоты, или ее солей (например, гиалуроната натрия). Следует, однако, оговорить, что композиции, обычно называемые в данной области техники гидрогелями, как правило, имеют более высокую вязкость, чем композиции, называемые загущенными растворами или суспензиями. В противоположность таким предобразованным гидрогелям композиция по данному изобретению может быть составлена так, что она образует гидрогель in situ после нанесения в полости рта. Такие композиции жидкие при комнатной температуре, но становятся гелем при более высоких температурах (их поэтому называют термозависимыми гидрогелями), например при контакте с жидкостями тела. К числу биологически совместимых полимеров с такими свойствами относятся полимеры и сополимеры акриловой кислоты, производные N-изопропилакриламида и блок-сополимеры типа ABA этиленоксида и пропиленоксида (обычно их называют полоксамеры; они имеются в продаже под торговым названием Pluronic® производства BASF-Wyandotte). Композиции по данному изобретению могут быть изготовлены также в виде дисперсии или коллоидной суспензии. Из дисперсий предпочтительны липосомные; в такой суспензии композиция заключена внутри липосомы - микроскопической везикулы, образованной чередующимися двойными слоями липидов и водными компартментами. Коллоидные суспензии, как правило, образованы микрочастицами - микросферами, наносферами, микрокапсулами или нанокапсулами; микросферы и наносферы обычно представляют собой сплошные частицы из полимерного матрикса, в котором и находится адсорбированная или иным образом включенная туда композиция, а в случае микрокапсул и нанокапсул композиция заключена внутри капсулы, как в емкости. Микрочастицы имеют размеры максимум от около 5 мкм до около 10 мкм.

Композиции по данному изобретению могут быть также включены в стерильную лекарственную форму для имплантирования, обеспечивающую постепенное высвобождение композиции на протяжении продолжительного периода времени, как правило, от около 12 часов до около 60 суток, возможно и до 12 месяцев или более после имплантации в какую-либо ткань. Одна из таких лекарственных форм - имплантат в виде сплошного полимерного матрикса, из которого лечебная композиция постепенно высвобождается путем диффузии и/или деградации матрикса и достигает тканей ротовой полости. В случае таких имплантатов предпочтительно, чтобы полимер, образующий матрикс, был полностью растворимым и/или был способен к биологической деградации (то есть чтобы он в тканях разрушался физическим или ферментативным путем), и тогда имплантат не придется извлекать по окончании его действия. Имплантируемые системы такого типа хорошо известны в данной области техники; они обычно состоят из набухающих в воде гелеобразующих полимеров, например коллагена, поливинилового спирта или полимеров целлюлозы. Для доставки в ткани композиций по данному изобретению можно использовать имплантируемые системы другого типа -диффузионные, в которых лечебная композиция содержится в центральном резервуаре, окруженном проницаемой полимерной мембраной, позволяющей композиции постепенно диффундировать из имплантата. Можно применять также осмотические системы: из таких имплантатов лечебная композиция высвобождается в результате возрастания осмотического давления внутри имплантата после его приложения к ткани ротовой полости и последующей абсорбции.

Если нужно, хелатирующий агент можно вводить в организм в виде соли, эфира, гидрата или в кристаллическом виде и проч. при условии, что выбранная форма фармацевтически приемлема. Соли, эфиры и другие производные хелатирующего агента могут быть получены стандартными методами, известными специалистам в области органической химии и описанными, например, в работе J. March, Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms and Structure, 4^th Ed. (New-York: Wiley-Interscience, 1992).

Вводимое в организм количество хелатирующего агента для разных индивидов различно, будучи зависимым от ряда факторов: конкретного хелатирующего агента; конкретного расстройства или состояния, подлежащего лечению; степени тяжести симптомов; возраста, массы тела и общего состояния пациента, а также от мнения лечащего врача. Термин «лекарственная форма» обозначает любую форму фармацевтической композиции, содержащую некоторое количество хелатирующего агента и усилителя транспорта, достаточное для достижения терапевтического эффекта в результате однократного или многократного введения. Частота введения, эффективно обеспечивающая наилучшие результаты без передозировки, может быть различной в зависимости от свойств конкретного активного агента, в том числе его фармакологических и физических свойств (например, гидрофильности).

Композиции по данному изобретению могут также содержать такие обычно используемые добавки, как замутняющие агенты, ароматизаторы, антиоксиданты, отдушки, красители, желирующие агенты, загустители, стабилизирующие агенты, поверхностно-активные вещества и проч. Могут добавляться и другие агенты, например, противомикробные, - для предотвращения порчи при хранении, то есть для подавления размножения таких микроорганизмов, как дрожжевые и плесневые грибы. Пригодные по данному изобретению противомикробные агенты обычно выбирают из метиловых и пропиловых эфиров пара-гидроксибензойной кислоты (иначе говоря, метил- и пропилпарабенов), бензоата натрия, сорбиновой кислоты, имидомочевины и их комбинаций.

В состав активных композиций по данному изобретению могут входить один или более фармацевтически приемлемых антимикробных агентов. Можно подобрать такие комбинации различных антимикробных агентов, чтобы они были направлены на различные (или одни и те же) микроорганизмы, определяющие заболеваемость и смертность. Фармацевтически приемлемые антимикробные агенты по данному изобретению пригодны для внутреннего введения животным и человеку. Однако, если композиция по данному изобретению предназначена для стерилизации промышленных объектов, то перед обработкой композицией по данному изобретению или после нее, или в сочетании с ней могут использоваться стерилизующие химические агенты, например детергенты, дезинфицирующие средства и соединения аммония (например, соединения четвертичного аммония, например, QUATAL). Такие стерилизующие химические агенты обычно применяются в данной области техники для стерилизации рабочих поверхностей в промышленной обстановке (например, при переработке пищевых продуктов, в медицинских учреждениях) и не пригодны для введения животным.

Данное изобретение также охватывает препараты, композиции, покрытия, пленки, масла и композитные материалы, содержащие композиции по данному изобретению. Такие материалы можно использовать для многих различных промышленных и медицинских применений. Промышленные применения включают обработку различных морских машин и сооружений, например очищение поверхностей на судах (например, корпуса судна), нефтедобывающих платформах, в водопроводных системах с морской водой для береговых промышленных предприятий, бакенах, теплообменниках, градирнях, оборудовании для опреснения воды, фильтрах, доках, пирсах и причалах, аквариумах, океанариумах и в других местах, в той или иной степени загрязняющихся в результате постоянного контакта с пресной или соленой водой. Медицинские применения включают обработку устройств и приспособлений, включая имплантируемые устройства, например систем для внутривенных вливаний, катетеров, стентов, имплантатов для сосудов, сердечных устройств и других приспособлений, контактирующих с жидкостями тела.

Композиции по данному изобретению могут входить в состав любого очищающего агента. Если в очищающем агенте уже содержится этилендиаминтетраацетат или иной хелатирующий агент, то нужно включить только усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан). Если же хедатирующего агента в данном очищающем средстве изначально нет, то в него включают и хелатирующий агент, и усилитель транспорта (MSM/EDTA).

Данное изобретение охватывает также способы применения предлагаемых композиций. Композиции по данному изобретению можно использовать в качестве очищающего агента для специфических медицинских приспособлений, например контактных линз. Различные шланги и трубки, например системы для внутривенных вливаний и катетеры, можно обрабатывать композицией по данному изобретению, орошая ею внутреннюю поверхность указанных приспособлений столько времени и столько раз, сколько потребуется для удаления биопленок до желаемого уровня. Чтобы удалить биопленки (или предотвратить их образование) из содержащих трубчатые части устройств, предназначенных для промышленного использования, их тоже можно орошать или иным образом обрабатывать композицией по данному изобретению.

Композиции по данному изобретению можно применять в качестве очищающего средства в виде салфетки или подобного предмета. Салфетка по данному изобретению может содержать ткань или иной материал, подходящий для протирания поверхностей; такую салфетку предварительно погружают в жидкость, содержащую композицию по данному изобретению. Или же эту композицию наносят на поверхность непосредственно (например, наливают или разбрызгивают), после чего протирают салфеткой или иным подобным предметом.

В некоторых воплощениях данного изобретения предлагаемую композицию наносят на поверхность, подверженную образованию биопленок. Композициями по данному изобретению можно покрывать или формировать поверхность различных предметов промышленного, медицинского или связанного с морской водой применения.

Режим обработки/лечения зависит от ряда факторов, которые не составляет труда определить, например от степени тяжести подлежащего лечению состояния и чувствительности данной микробной инфекции к конкретному воздействию. Обычно лечение/обработка композицией по данному изобретению предполагает ее применение один или более раз в день на протяжении курса продолжительностью от одного или нескольких дней до нескольких месяцев или до тех пор, пока не будет достигнуто значительное уменьшение биопленки.

Композиции по данному изобретению могут также выключать дополнительные лекарственные агенты или иные эксципиенты соответственно медицинским показаниям. В одном из вариантов данного изобретения предлагаемая фармацевтическая композиция содержит дополнительно терапевтически эффективное количество по меньшей мере одного антимикробного агента. В более конкретном аспекте этот антимикробный агент является антибиотиком.

В другом воплощении данного изобретения предлагается способ подавления образования биопленок на устройствах, включающий контактирование бактерий с эффективным количеством композиции, содержащей усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), в результате чего образование биопленки на данном устройстве подавляется. Композиция по данному изобретению может быть в виде спрея, лосьона, раствора, геля, крема, мази, жидкости для промывания при хирургической обработке или полоскания для полости рта. В другом воплощении данного изобретения предлагаемая композиция может представлять собой раствор для погружения в него обрабатываемого устройства, очищающее средство индивидуального пользования для личной гигиены или очищающее средство для твердых поверхностей. В таких композициях соотношение этилендиаминтетраацетата и метилсульфонилметана (EDTA: MSM) составляет от около 1:100 до около 100:1, а доля (в процентах) EDTA и MSM в композиции составляет от около 0,1% до около 15% и от около 0,1% до около 40% (масса/масса), соответственно.

В другом воплощении данного изобретения предлагается фармацевтическая композиция местного применения для подавления образования биопленок на теле млекопитающего или внутри него, содержащая эффективное количество композиции, включающей усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент [(например, этилендиаминтетраацетат, четырехзамещенную натриевую соль иминодиянтарной кислоты, полиаспарагиновую кислоту и/или ее соли или четырехзамещенную натриевую соль L-глутаминовой-N,N-диуксусной кислоты (GLDA)], и по меньшей мере один фармацевтически приемлемый носитель.

В другом воплощении данного изобретения предлагается жидкость для промывания при хирургической обработке, применяемая с целью подавления образования биопленок, содержащих бактерии, и включающая эффективное количество композиции, в состав которой входят усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат). В одном из воплощений данного изобретения жидкость для промывания при хирургической обработке может представлять собой забуференный солевой раствор или раствор Рингера. Чтобы подавить образования биопленок жидкость для промывания при хирургической обработке по данному изобретению можно использовать до, в ходе или после собственно хирургического вмешательства, причем эту жидкость можно отсасывать из места хирургического вмешательства или же оставлять ее там.

В еще одном воплощении данного изобретения предлагается способ подавления образования биопленок, содержащих бактерии, включающий контактирование этих бактерий с эффективным количеством композиции, содержащей усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), причем бактерии выбирают из группы, состоящей из Acidothermus cellulyticus, Actinomyces odontolyticus, Alkaliphilus metalliredigens, Alkaliphilus oremlandii, Arthrobacter aurescens, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus clausii, Bacillus halodurans, Bacillus licheniformis, Bacillus pumilus, Bacillus subtilis, Bifidobacterium adolescentis, Bifidiobacterium longum, Caldicellulosiruptor saccharolyticus, Carboxydothermus hydrogenoformans, Clostridium acetobutylicum, Clostridium beijerinckii, Clostridium botulinum, Clostridium cellulolyticum, Clostridium difficile, Clostridium kluyveri, Clostridium leptum, Clostridium novyi, Clostridium perfringens, Clostridium tetani, Clostridium thermocellum, Corynebacterium diphtheriae, Corynebacterium efificiens, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium jeikeium, Corynebacterium urealyticum, Desulfitobacterium hafniense, Desulfotomaculum reducens, Eubacterium ventriosum, Exiguobacterium sibiricum, Fingoldia magna, Geobacillus kaustophilus, Geobacillus thermodenitriflcans, виды рода Janibacter, Kineococcus radiotolerans, Lactobacillus fermentum, Listeria monocytogenes, Listeria innocua, Listeria welshimeri, Moorella thermoacetica, Mycobacterium avium, Mycobacterium bovis, Mycobacterium gilvum, Mycobacterium leprae, Mycobacterium paratuberculosis, Mycobacterium smegmatis, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium ulcerans, Mycobacterium vanbaalenii, виды рода Nocardioides, Nocardia farcinica, Oceanobacillus iheyensis, Pelotomaculum thermopropionicum, виды рода Rhodococcus, Saccharopolyspora erythraea, коагулазо-отрицательные виды рода Staphylococcus, Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus, устойчивые к метициллину (MRSA), Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus epidermidis устойчивые к метициллину (MRSE), Streptococcus agalactiae, Streptococcus gordonii, Streptococcus mitis, Streptococcus oralis, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus sanguinis, Streptococcus suis, Streptomyces avermitilis, Streptomyces coelicolor, Thermoanaerobacter ethanolicus, Thermoanaerobacter tengcongensis, и их сочетаний; в результате применения указанного способа образование биопленок подавляется.

В другом воплощении данного изобретения предлагаются перевязочный материал, губки или марлевые изделия, пропитанные безопасным и эффективным количеством композиции, в состав которой входят усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат); такие перевязочные материалы, губки или марлевые изделия подавляют образование биопленок на коже. В одном из воплощений данного изобретения указанные перевязочный материал, губки или марлевые изделия пригодны для использования у индивидов с порезами, ожогами, ссадинами, потертостями, рваными, колотыми или резаными ранами, бактериальными поражениями кожи, например волдырями и пустулами, и проч.

В другом воплощении данного изобретения предлагается очищающая композиция индивидуального пользования для личной гигиены, содержащая усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент, включая (но не ограничиваясь перечисленным здесь) этилендиаминтетрауксусную кислоту и ее соли или четырехзамещенную натриевую соль иминодиянтарной кислоты, или соли полиаспарагиновой кислоты, или четырехзамещенные натриевые соли L-глутаминовой-Ν,Ν-диуксусной кислоты (GLDA); указанная очищающая композиция подавляет образование биопленок на коже. Пригодные очищающие композиции индивидуального пользования для личной гигиены включают (не ограничиваясь перечисленным здесь) препараты для обработки рук перед хирургическими процедурами, гели для душа, жидкие и твердые мыла, дезодоранты и проч. В другом воплощении данного изобретения очищающая композиция индивидуального пользования применяется в порядке регулярной личной гигиены. Очищающие композиции для личной гигиены по данному изобретению подходят для применения различными индивидами, включая, например, выздоравливающих от стафилококковой инфекции, спортсменов, пользующихся общими раздевалками, и медицинских работников.

В другом воплощении данного изобретения предлагается очищающая композиция для твердых поверхностей, содержащая усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат) и подавляющая образование биопленок на твердых поверхностях. Очищающая композиция для твердых поверхностей по данному изобретению пригодна для множества различных применений, включая промышленные, медицинские, ветеринарные и животноводческие условия. Например, очищающие средства для твердых поверхностей по данному изобретению полезны для очистки и обработки водопроводных систем, систем охлаждения воды на энергопроизводящих предприятиях, водоочистных сооружений, химических заводов, систем кондиционирования воздуха, резервуаров для хранения, лотков, подносов, контейнеров, стен, полов, рабочих поверхностей и столешниц, полов в раздевалках, сидений, шкафчиков для одежды, душевых, ванных комнат, туалетов, систем фильтрации воды и проч. в порядке регулярной уборки.

В другом воплощении данного изобретения предлагается полоскание для полости рта, подавляющее образование биопленок и содержащее композицию, включающую усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат).

Для местного применении на эпидермисе композиция, содержащая усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), по данному изобретению может быть включена в состав мази, крема, лосьона или трансдермального пластыря. Мази и кремы могут иметь, например, водную либо жировую основу с добавлением подходящих загустителей и/или желирующих агентов. Лосьоны могут иметь водную либо масляную основу и, как правило, содержат также один или более эмульгирующих агентов, стабилизирующих агентов, суспендирующих агентов, загустителей или красителей. Препараты, пригодные для местного применения в полости рта, могут быть представлены леденцами, пастилками/таблетками для рассасывания, содержащими композицию, включающую усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), в ароматизированной основе, которой обычно служат сахароза, аравийская или трагакантовая камедь; жевательными таблетками, содержащими активные ингредиенты в инертной основе, например в желатине и глицерине или сахарозе и аравийской камеди; полосканиями, содержащими активные ингредиенты в подходящем жидком носителе. Для местного применения на глазах композиция, содержащая усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), может быть включена в состав раствора или суспензии в подходящем стерильном водном или неводном носителе. В состав таких препаратов могут входить дополнительные ингредиенты: забуферивающие агенты (например, метабисульфит натрия или двухзамещенная натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) и загустители, например гипромеллоза.

Для интраназального введения композиция, содержащая усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), по данному изобретению может быть представлена жидкостью для разбрызгивания или для закапывания, или порошком для распыления. Капли могут быть составлены на водной или неводной основе и содержать также один или более диспергирующих, солюбилизирующих или суспендирующих агентов. Жидкости для разбрызгивания обычно помещают в емкости под давлением.

Для введения путем вдыхания композиция, содержащая усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), по данному изобретению может применяться с помощью устройств для вдувания порошка, небулайзеров или баллончиков под давлением, или иных средств, используемых обычно для создания и применения жидких аэрозольных или порошковых распыляемых форм. В упаковках типа баллончиков под давлением может содержаться подходящий пропеллент, например дихлордифторметан, трихлорфторметан, дихлортетрафторметан, диоксид углерода или другой подходящий газ. В случае аэрозольных форм под давлением дозирование может осуществляться с помощью клапана, отмеряющего определенное количество препарата.

В другом воплощении данного изобретения перевязочные материалы включают (но не ограничиваются перечисленным здесь) губки или марлевые изделия (салфетки, бинты и т.п.), пропитанные композицией, содержащей усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), для предотвращения или подавления прикрепления бактериальных или грибковых клеток и снижения риска раневых инфекций. Аналогично, колпачки катетеров, а также повязки и другие приспособления и материалы для защиты раны входного отверстия катетера от контаминации извне могут быть покрыты или пропитаны композицией, содержащей усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), для подавления прикрепления к ним бактериальных или грибковых биопленок. Адгезивные пленки и иные повязки, используемые для предотвращения раневой инфекции в ходе хирургических вмешательств с высоким риском, можно пропитывать изолированными белками или их активными фрагментами, или вариантами. Медицинские устройства, которые можно покрывать композицией, содержащей усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), также включают (но не ограничиваются перечисленным здесь) катетеры для центральных вен, внутрисосудистые катетеры, мочевые катетеры, катетеры Хикмана, катетеры для перитонеального диализа, эндотрахеальные катетеры, искусственные клапаны сердца, водители ритма сердца, артериовенозные шунты, склеральные пломбы, протезы суставов, трубки для тимпаностомии и трахеостомии, голосовые протезы, протезы полового члена, искусственные сфинктеры мочевого пузыря, синтетические лоскуты для лобково-влагалищных операций с подвешиванием, хирургический шовный материал, костные фиксаторы, костные винты, внутриглазные линзы, контактные линзы, внутриматочные спиралии, аорто-феморальные протезы и сосудистые протезы. Примеры растворов для пропитывания бинтов или губок, повязок для защиты входного отверстия катетера, адгезивных пленок и других медицинских приспособлений включают (но не ограничиваются перечисленным здесь) физиологический раствор, забуференный фосфатом, (рН приблизительно 7,5) и бикарбонатный буферный раствор (рН приблизительно 9,0).

В другом воплощении данного изобретения композиция, содержащая усилитель транспорта (например, метилсульфонилметан) и хелатирующий агент (например, этилендиаминтетраацетат), входит в состав дезинфицирующего раствора. Такие растворы могут также содержать антимикробные и противогрибковые компоненты, например спирт, повидон-йод и антибиотики, а кроме того, консерванты. Эти растворы можно использовать в качестве средства для дезинфекции, например, кожи или области воздействия перед введением или имплантацией медицинского устройства (например, катетера); в качестве раствора-замка катетера и/или в качестве раствора для промывания и антисептического ополаскивателя для любых медицинских устройств и приспособлений, включая (но не ограничиваясь перечисленным здесь) элементы катетеров, например иглы, винтовые (типа «luer-lock») коннекторы, безыгольные коннекторы, разъемы, а также другие имплантируемые устройства. Кроме того, эти растворы можно использовать для покрывания или дезинфекции хирургических инструментов, включая (но не ограничиваясь перечисленным здесь) зажимы, пинцеты и щипцы, ножницы, кожные крючки, различные трубки, иглы, ретракторы, сканеры, сверла, долота, распаторы и пилы.

Примеры

Нижеследующие примеры приведены здесь для того, чтобы специалисты в данной области техники получили более полное представление об изобретении и описание практического осуществления и применения его воплощений; подразумевается, что эти примеры не ограничивают объем открытия, сделанного авторами настоящей заявки. При всем старании обеспечить точность представленного численного материала (например, количеств веществ, значений температуры и проч.) нельзя исключить вероятность экспериментальных ошибок и отклонений. Если не оговорено иного, то при указании частей имеются в виду массовые доли, молекулярная масса приводится средняя, температура дается в градусах по Цельсию, давление атмосферное или близкое к нему.

Пример 1. Уменьшение зубного налета/бляшек после однократной чистки зубов.

Испытываемая зубная паста содержала четырехзамещенную натриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA) и метилсульфонилметан (MSM) (оба производства Sigma). В качестве контроля использовали одну из наиболее популярных имеющихся в свободной продаже зубных паст, позиционируемых как противодействующие образованию зубного налета/бляшек.

В случае зубной пасты, содержащей MSM/EDTA, наблюдалось на 106% большее уменьшение зубного налета/бляшек. Эти данные характеризуются высокой степенью статистической значимости.

Пример 2. Уменьшение зубного налета/бляшек после многократной чистки зубов.

Испытываемая зубная паста содержала четырехзамещенную натриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA) и метилсульфонилметан (MSM) (оба производства Sigma). В качестве контроля использовали одну из наиболее популярных имеющихся в свободной продаже зубных паст, позиционируемых как противодействующие образованию зубного налета/бляшек. Индекс толщины зубного налета по Силлнесу-Лоу определяли у испытуемых через две недели, в течение которых они два раза в день чистили зубы указанными препаратами (после исходной профилактики).

Разница в результатах, полученных для комбинации метилсулфонилметан + хелатирующий агент и для контрольного препарата, характеризовалась высокой статистической значимостью.

Пример 3. Определение отделения бактериальной биопленки от поверхности планшета для микротитрования

В лунки 96-луночного планшета для микротитрования (Falcon no. 353072) помещали по 100 мкл среды, содержащей 10²-10⁴ колониеобразующих единиц (КОЕ) бактерий и инкубировали при температуре 37°С в атмосфере, содержащей 10% СО₂, в течение 20 часов. После этого в каждую лунки вносили по 10 мкл ферментного раствора [1 мг/мл в физиологическом растворе, забуференном фосфатом (PBS)] или в качестве контроля 10 мкл PBS без ферментов и инкубировали в течение еще 6 часов. Затем лунки тщательно промывали проточной водой из-под крана и бактериальные клетки, которые остались прикрепленными к поверхности планшета, окрашивали красителем кристаллическим фиолетовым (кристаллвиолетом), промывали еще раз водой и потом обрабатывали этиловым спиртом согласно методике, описанной в работе Kachlany et al. Mol. Microbiol. 2001 40: 542-554. Измеряли оптическую плотность (O.D.) при 590 нм полученного спиртового раствора красителя с помощью планшетного ридера BioRad Benchmark.

Пример 4. Эффект композиции по данному изобретению на состояние биопленки в подмышечной впадине, обусловливающей неприятный запах тела

Многие люди страдают трихомикозом подмышечной впадины - полимикробной инфекцией, поражающей кожу и волосы. При этом заболевании на волосках образуются специфические отложения (см. фиг. 1) и запах тела становится весьма неприятным.

Обычно назначаемое лечение состоит в сбривании пораженных волосков и применении антимикробных кремов и лосьонов, например содержащих бензоилпероксид или эритромицин, однако при этом часто возникает раздражение кожи и может развиться контактный дерматит. В среднем на излечение от трихомикоза уходит три недели (Kim B.J. et al., Comparative Study of Benzoyl Peroxide Versus Erythromycin in Trichomycosis Axillaris and Pubis, Korean. J. Med. Mycol. 2005 Jun; 10(2):70-75.). Пяти индивидам с трихомикозом подмышечной впадины наносили на пораженное место гель, содержащий метилсульфонилметан и этилендиаминтетраацетат, по данному изобретению. У всех этих пациентов через трое суток было достигнуто излечение. В то же время исчез неприятный запах тела, но ни у кого не наблюдалось раздражения или контактного дерматита. Вид пораженного места до и после лечения представлен на фиг.1a-1b.

Пример 4. Эффект композиции по данному изобретению на инфекцию после кошачьего укуса

Рана от укуса кошкой в 20-80% случаев через сутки становится инфицированной; первые признаки полимикробной инфекции появляются уже через 12 часов. Лечение обычными антимикробными средствами зачастую оказывается продолжительным: для заживления сильно инфицированной раны требуются недели или месяцы. Заражение места укуса происходит потому, что в него попадает зубной налет кошки, который не удаляется обычными методами очистки раны. (См. A. Freshwater, Why Your Housecat's Trite Little Bite Could Cause You Quite a Fright: A Study of Domestic Felines on the Occurrence and Antibiotic Susceptibility of Pasteurella multocida, Journal compilation 2008 Blackwell Verlag Zoonoses Public Health. 55 (2008) 507-513; J. Sillery; et al., Pasteurella multocida Peritonitis: Animal-Assisted Therapy, Source: Infection Control and Hospital Epidemiology, Vol. 25, Another Risk of No. 1 (January 2004), pp. 5-6, Published by: The University of Chicago Press on behalf of The Society for Healthcare Epidemiology of America; Itzhak Brook, et al, Animal bite-associated infections: microbiology and treatment, Expert Review of Anti-Infective therapy, 9.2 (feb 2011): p215). Более сотни ран от кошачьего укуса не позже чем через 1 час после покусания было обработано одним из лосьонов или гелей, содержащих метилсульфонилметан и этилендиаминтетраацетат. Ни одна из ран не инфицировалась, и все они зажили за трое суток.

Все цитируемые в настоящем описании публикации и патентные заявки включаются в него путем отсылки, как если бы относительно каждой отдельно взятой публикации или патентной заявки указывалось бы, что она включается в настоящий документ путем отсылки.

Хотя данное изобретение описано в настоящем документе относительно подробно с помощью иллюстраций и примеров, приведенных ради ясности и понятности изложения, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что в свете содержания данного изобретения возможны некоторые его изменения и модификации, не отклоняющиеся от сущности или объема прилагаемой формулы изобретения.

Реферат

Группа изобретений относится к области медицины и предназначена для подавления или лечения бактериальных или грибковых инфекций. Антимикробная композиция содержит хелатирующий агент или его соли, метилсульфонилметан (MSM) и приемлемый носитель или основу для таких композиций. Хелатирующий агент содержится от около 0,1% до около 15% (масса/масса), усилитель транспорта - от около 0,1% до около 40% (масса/масса), соотношение хелатирующего агента и MSM составляет от около 10:1 до около 1:20. Обеспечиваются способы подавления связанных с биопленками бактериальных инфекций, подавления заражения медицинского или хирургического инструмента бактериями или грибками, облегчения отделения бактериальных или грибковых клеток от биопленки, подавления или лечения бактериальных или грибковых инфекций, включающие введение или контактирование с указанной композицией. Также обеспечиваются медицинское устройство, перевязочный материал, трансдермальный пластырь, очищающая композиция индивидуального пользования для личной гигиены и ополаскиватель для полости рта, содержащие указанную композицию. Использование группы изобретений позволяет эффективно контролировать и подавлять образование биопленок в медицинских и промышленных применениях. 14 н. и 32 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.

Формула